磷光共轭聚电解质用于时间分辨生物检测与成像

近年来,共轭聚电解质(CPEs)在传感和生物成像领域的应用引起人们的广泛关注。除了信号放大的优势外,CPEs在极性溶剂(如水)中具有良好的溶解性,这使得该类材料非常适于传感与生物成像。然而,目前报道的CPEs大都基于荧光作为检测信号,其检测性能易受到背景荧光信号(如生物体的自发荧光等)的干扰,从而降低了检测的信噪比。相比于荧光材料,磷光过渡金属配合物具有长的发射寿命(微秒级),可通过时间分辨荧光技术有效消除短寿命的背景荧光信号(纳秒级)的干扰,从而可显著提高检测的信噪比和灵敏度。

         来自南京邮电大学的赵强教授与黄维教授及其合作者将不同含量的磷光铱配合物引入到共轭聚电解质主链中制备了一系列磷光共轭聚电解质(PCPEs)。由于其两亲性的化学结构,PCPEs在水溶液中自组装形成了粒径约50 nm的纳米粒子。利用静电相互作用,这类材料能够实现对生物大分子heparin的磷光开启型生物检测,具有高选择性、高灵敏度和裸眼识别等特点,同时还能够在水溶液(0 ~ 70 μM)和血清中(0 ~ 5 μM)实现对heparin的定量检测,并实现了在人体血液样本中对heparin的检测。进一步,他们首次将时间分辨生物检测和荧光寿命成像等技术引入到共轭聚合物传感和成像领域,结合磷光信号长寿命的优势,利用时间分辨荧光技术,有效消除了背景荧光信号的干扰,显著提高了检测的信噪比和灵敏度,实现了在复杂体系中对heparin的检测。另外,这类聚合物探针可以特异性标记细胞膜,并通过荧光寿命成像技术成功实现了在细胞内背景荧光信号存在下对细胞膜的成像。上述研究工作证明磷光共轭聚电解质在生物检测和细胞成像领域具有非常好的应用前景,从而成功拓展了共轭聚电解质传感与成像领域的研究范畴。